汽车总体布置与运动校核

第七节 汽车总布置设计,总布置设计 总布置设计结果 性能参数、总布置图（总布置草图、校对图） 总布置图作用 总布置草图：通常包括:总布置草图（满载）和:总布置尺寸控制图； 总布置校对图：,总布置考虑的主要项目,整车各项性能的设计计算 发动机与传动系布置； 转向装置、悬架和制动系布置； 车身内部（载货、客）空间布置； 驾驶区座椅、踏板和变速杆等布置； 燃料箱、备胎、行李箱和蓄电池等附件布置； 底板、仪表板等车身基本骨架形状; 发动机舱、室内装置和后行李舱等局部空间布置； 悬架、轮胎(车轮)的工作范围,总布置草图绘制 （满载状态）,画总布置基准线总布置坐标系,一、整车布置基准线（面）零线的确定,地面线,车架上平面线,前轮中心线,汽车中心线,：货车、客车车架上平面（车架纵梁上翼面较长的一段）； 客车（承载式车身）车身中部地板或边梁上翼面； 轿车车身地板平面或通过前轮中心的水平线,基准线坐标系画法？,轿车总布置基准线坐标系,前轮中心,X,O,Z,地面线,Z,总布置基准线坐标系画法,前轮垂直线,后轮垂直线,O,总布置基准线坐标系,F,后轴中心线,O,二、各部件的布置 1、动力总成（发动机-离合器-变速器）布置,前轮中心,注：发动机曲轴中心线一般设计成与车架上平面线向下有一个小夹角E（货车14；轿车34 ），即前高后低，以减小传动轴夹角1 ！,发动机前置后驱动,Z,总布置动力总成布置发动机前置后驱动,O,发动机的上下位置影响质心高度、离地间隙和驾驶员视野； 发动机的前后位置影响前后轴荷分配、轿车前排座位的乘坐舒适性、传动轴长度和夹角、货车的面积利用率； 发动机的左右位置影响底盘系统的受力和发动机悬置,车架上平面线,2、传动系布置发动机前置后驱动,主减速器主动轴线位置与车架上平面有一个夹角r()，即向上翘起，以减小传动轴夹角，并使万向节传动轴两端夹角相等。轿车常将传动轴布置成形方案（图1-19），可降低传动轴轴线的高度，有利于客厢地板和后排中间座椅的布置（减小地板凸包）； 驱动桥半轴中心位置与驱动轮中心重合； 差速器壳体中心线位置最好与汽车中心线重合，以使左、右半轴通用,E,车架上平面线,3、转向装置布置,转向盘的位置保证驾驶员能舒适地进行转向操作 转向器的位置转向器布置在前钢板弹簧跳动中心附近 转向器用万向节和转向传动轴将它们连接起来 转向轴在水平面内与汽车中心线之间的夹角不得大于 转向摇臂与纵拉杆和转向节臂与纵拉杆之间的夹角，在中间位置时应尽可能布置成接近直角。,4、悬架布置CA1091前悬架,前悬架钢板弹簧布置在纵梁下面，且成前高后低状。 减振器应尽可能布置成直立状，,前悬架装置布置示例EQ1090E前悬架,后悬架装置布置示例某轿车非对称钢板弹簧后悬架,后悬架钢板弹簧布置在车架纵梁外侧与车轮之间。 减振器应尽可能布置成直立状。,后悬架装置布置示例少片簧钢板弹簧后悬架,后悬架装置布置示例某渐变刚度钢板弹簧后悬架,5、制动系布置,制动踏板布置考虑人体特性要求， 制动管路布置要注意安全可靠、整齐美观。,6、踏板布置,离合器踏板、制动踏板和油门踏板： 油门踏板一般比制动踏板稍低： 油门踏板保证驾驶员应当用脚后跟支靠在地板上：,考虑人体特性要求,7、油箱、备胎、行李箱和蓄电池等附件布置,油箱油箱应远离消声器、排气管和裸露的电器接头及开关，,备胎应保证备胎拆装方便，并有利于汽车质心位置的降低。轿车备胎）；货车备胎,行李箱应保证有足够的有效容积 客货两用轿车将后排座椅设计成可翻式，形成大容积的行李箱。,蓄电池蓄电池与起动机应位于同侧：,（1）人体尺寸分布规律 百分位数： 例如，成年男子身高第50百分位数为1688mm，即第50份点上的数值为1688mm，表明有50%的人身高低于此值。 人体的基本尺寸（图1-21、表1-15，21项的均值和标准差 ） 车内空间、操纵机构、座椅的布置均以之作为依据 ； 以均值决定基本尺寸，标准差决定调整量； 男子身高为例，取1.645，表明90%男子的身高在15531822mm范围内。,8、车身内部布置,21,（2）人体样板,将躯干、大腿、小腿、脚等模型板利用铰链联接，用来进行车身内部布置的平面人体模型。 人体样板通常有三种尺寸：第10、50、95百分位，分别代表矮小、中等、高大的人体身材；,它们的躯干尺寸相同，但小腿和大腿尺寸不一样； 人体样板用有机玻璃或胶合板制作，比例为1:5（设计初期）、1:2和1:1。,22,（2）人体样板（续）,布置人体样板时，首先要确定其踵点与胯点的位置； 人体样板上的胯点要与初选的座椅上的“胯”点重合； 人体样板的踵点应安放在油门踏板处的地板上的踵点。 然后根据选定的坐姿角、及在图样上进行布置，检查初选的b值等是否合适。 驾驶时，人体各部分的夹角应符合人体工程学的要求。,23,9、乘用车外廓尺寸的确定,（1）H点与R点 胯点能够比较准确地确定驾驶员或乘员在座椅中的位置。 H点人在座椅中坐定，实车测得的胯点位置； R点设计之初，根据总布置要求初选的一个座椅调至最后、最下位置时的“胯点”。它是设计参考点。 试制出样车后，将座椅调至最后、最下位置，测量胯点即为H点； 如果测定的H点不超出以R点为中心的水平边长30mm、铅直边长20mm的矩形方框范围，并且靠背角与设计值的差值不大于3，则认为H点与R点的相对位置满足要求。,24,（2）顶盖轮廓线的确定,纵向轮廓线的确定 横向轮廓线的确定,货车驾驶室内部布置 （表1-17）,轿车车身内部布置,轿车车身内部布置示例,客车车身内部布置（表1-18),货车车箱布置,货车货箱布置影响汽车总体尺寸、轴荷分配、质心高度与货物装卸方便性、安全性等。,Lr, L,hP,平头车和自卸车,总体尺寸较核图货车,10、安全带与安全气囊,1、乘员受伤主要源自于二次碰撞； 2、安全带有两点式、三点式和四点式之分 3、腰带、肩带固定点(日本标准）,第八 汽车总体运动校核,运动校核一般包括以下各项： 、转向轮跳动和转向过程中与翼子板、转向杆系之间运动关系; 、传动轴随后轮跳动时的运动关系; 、转向杆系与悬架导向机构（转向轮）运动协调 、后轮跳动时与翼子板间的相对关系; 、制动时前轴的扭转所产生的转向干涉，防止产生制动跑偏; 、驾驶区各种操纵机构的运动轨迹： 、可翻转的驾驶室翻转时：,B,B,A1,转向摇臂,转向节臂,纵拉杆,纵拉杆,转向摇臂,转向杆系结构,转向杆系悬架导向机构运动协调校核,转向杆系悬架导向机构运动协调校核图,运动的不协调所产生的转向干涉量(上跳下跳)是否在控制范围内?,转向节臂端点1随悬架跳动绕O2 点运动轨迹JJ，上跳G下跳G,转向节臂端点1随转向纵拉杆绕B 点运动轨迹KK ，上跳H下跳H,传动轴跳动较核,传动轴随后轮跳动时的运动关系,1,传动轴随车轮跳动校核图,传动轴上下极限位置及其最大摆角max 传动轴夹角及其变化max,满载 ,空载 , 1 =2? 传动轴长度及其变化L=Lmax-Lmin,max,校核：,AO1+O1A2,minAE,AE”,传动轴A-A2,钢板弹簧A1跳动中心,传动轴A2跳动中心,